Yüksek performanslı Gliders'da Geliştirilmiş Roll Rate için aileron Design
Table of Contents
Yüksek performanslı glidersler, hızlı rulo oranlarının hassas manevra, termal merkezi ve yarış sırasında enerji yönetimi için gerekli olan hızlara ve teknik tasarımlarına doğru doğru doğru bir şekilde ulaşmak için aile tasarımlarına ve uygulamadaki hıza ve uygulama alanlarına bağlı olarak, yüksek çözünürlükte, hızlı bir şekilde ve daha iyi bir şekilde giriş yapan uçaklarla entegrasyona izin veriyor.Bu makale, yüksek çözünürlükte kullanılan modern moda performanslarında ve hızlı bir şekilde performansa sahip olan bazı tekniklere ve hızlı bir şekilde müdahalede bulunulmalıdır.
Aileron Aerodinamiklerinin Temelleri
Hangi aile tasarımının hızlandığını anlamak için, bir tane ilk önce saldırının temel aerodinamik mekanizmasını kavramalı, iki kanat arasındaki asansördeki artış, o kanattaki kamera ve etkili bir saldırı açısına bu kanat bölümünden hızlanıyor.Bu anda, ters aileye bağlı olarak, kameraya ve arsaya göre, iki kanat arasındaki mesafeyi azaltacaktır.
Roll ivmesi, uçaktaki atalet anısıyla yuvarlanarak doğrudan orantılıdır. Yüksek performanslı glidersler, ağır faalajlara yakın bir şekilde yuvarlanarak kütleye bağlı olarak yuvarlanarak sabit bir şekilde sabitlenirler. Anahtar tasarımı kullanarak, karbon-fiber kanatlarını kullanarak ve topu merkezin yakınında yer alan en düşük inertia ile, hatta mütevazı ailer anları hızlı bir şekilde baskıya maruz kalabilirler.
Aileron Boyutu ve Aspect Oranları
Aileron boyutu - hem de orta-basın artan rulo otoritesi için en doğrudan söndürücüyü - büyük aileronları belirli bir defleksiyon için asansörde daha büyük değişiklikler üretirler. Ancak, artan aile sınırı, kanatın yapısal sertlik ve üretim karmaşıklığını tehlikeye atabilir. pratikte, tasarımcılar genellikle yarı-spanyanın% 50 ila% 75'inden fazlasını alır, bir fıtrat olarak bölümün dışına çıkın (ayrıca camber kontrolü için kullanılır) veya sabit bir yüzey olarak.
Ailenin yönü oranı (ortalama olarak bölünmüş) aynı zamanda bir rol oynar. Yüksek riskli-ratio ailerons (uzun ve dar) asansör dağıtımında ortaya çıkan, daha doğrusal bir yanıt üretme eğilimindeler. Ancak, daha hassastır.
Quantitatively, artan aileron, 20 ila% 30 arasında kanat hizasında, rüzgar tünel testlerinde ve hesaplama analizlerinde gösterilen gibi, daha yüksek performanslı glifillerin maliyetine ihtiyaç duyuyor, daha güçlü hareketçilere veya daha yüksek pilot kuvvetlere ihtiyaç duyuyor. yüksek performanslı gliperler içinde, it-pull çubuklar ve dikkatli geometri en aza indirmek ve ücretsiz oyuna bağlı olarak, crisp yanıtını korumak.
Hinge Design ve Mekanik Faktörler
Kardiy hattı ve bağlantılar, aileye ait çöplüklerin tam olarak pilot girişi takip etmesini sağlamak için minimum sürtünme ve sıfır geri yükleme sergilemeli. Herhangi bir histeri veya kesme süresine yol açabilir ve belirli bir defilasyona yol açabilir. Birçok çağdaş aksanlık, hassas top taşıma noktaları ve akış koşullarını azaltır. Pilotun kesintisi ile birlikte, aerodinamik menajer anı (yaratıcının bir kısmını) önleyen bir boşlukta tutmak için gerekli olan toparlama.
High Roll Rate için Tasarım Stratejileri
Yüksek bir roll oranına sahip olmak sadece aileronları daha büyük hale getirmek meselesi değildir.Demirler yanlı özellikleri ve yapısal kısıtlamalar dengelenmelidir. Aşağıdaki alt bölümler üst katta kullanılan temel stratejileri ayrıntılı olarak detaylandırır.
Spanwise Ailerons'un Yeri
Bir aileron tarafından üretilen yuvarlanma anı, şu anda koluna göre orantılıdır - uçağın merkezinden gelen mesafe, ailerdeki baskıyı değiştirmeden% 30–40 oranında daha fazla verimsiz, bu koldaki yüksek bükme yükleri sağlar ve yüksek yük altında büyük bir kanat değiştiricisi sağlar. Örneğin, yüksek hızlarda kontrolleri azaltabilir (ailer) Modern karbon-fizehirli alanı değiştirmeden daha yakından takip edebilir.
Bazı glifiller, Schempp-Hirth Ventus-3 ve Jonker JS1 Vahiy gibi, diğerlerinden çok yakın bir yerde, Alexander Schleicher ASW 27, yapısal kütleyi azaltmak için biraz daha fazla yer kullanıyor.En iyi yerleştirme, beklenen hız aralığına ve kontrol sistemleri için mümkün olan ağırlık bütçesine bağlıdır.
Diferansiyel Ailerons ve Adverse Yaw
Adverse yaw, devam eden aileron (daha fazla asansör üreten) aynı zamanda ortaya çıkan aile (parçalı asansör ile) daha az sürüklenme üretirken, bu sürüklenme aracının amaçlanan rolla karşı yönüne karşı olan yönüne karşı asimetrisi veya soğuması gerekir - solunda solun sağa sokar.
Kanıtlanmış bir çözüm, mevcut aileel geri dönüşlerden daha fazla sapmadır. Çünkü sürüklenme, hatayla ilgili olarak, bu asimmetri, gerekli asansör farkı azaltırken, hala 2:1'den 4:1'e kadar aralığın daha az olması gerekir (yoldaki birçok mevcut rekabet aksanağın kontrolün ayrımına dahil edilmesiyle karşı seyahat etmek için ayrımcılığa yol açan birçok rakiptir).
Frise Familyrons ve Low-Speed Control
Frise-tip aileronları, devam eden aile ayrılıklarından dolayı, ek olarak, Frise aileronları, yüksek aktıya kadar uzanan bir saldırının üzerine kurulup, bu yan tarafta daha küçük hızlarda artış yaratmak için bir profil sürüklenmek.Bu özellikle düşük hızlarda ısıtılmasında fayda sağlar.
Frise aileronları birçok klasik ve modern gliders üzerinde yaygındır, ancak mekanik karmaşıklık ekler ve kullanmayan parasitik sürüklenebilir. Bu nedenle Frise ailerons'un ekstra güvenlik marjından yararlanıp dikey kuyruka güvenir. Seçim, uçağın amaçlanan görev profiline bağlıdır - ülke yarışçıları düşük sürüklenebilir, eğitmenler ve kulüp sınıfı aksanır.
Vortex, Aileron Etkililiği için Jeneratörler
Yüksek araca olan hava akışı, ailer bölgesinin üzerindeki hava akışı, yakın duvar bölgeye yüksek orantılı akışlar azaltılabilir.Bu gecikmeler ve yerleşimlere yerleştirilen birçok aksaklık. ASW 28 ve Diana 2 gibi, özellikle de düşük hızlarda aileel yanıtları artırmak için uygun fiyatlı vorticesler oluşturmak için sınır tabakasını sağlar.
vortex jeneratörleri profili biraz artırıyorken, yüksek adacıklı cihazların yüksek açılarında artış genellikle kullanımınızı haklı çıkarırken, özellikle uçağın sıkı dönüş sırasında sınırlarını zorlaması için. Modern hesaplama akışkan dinamikleri (CFD) tasarımcıların büyüklüğü, şeklini optimize etmesine izin verir ve vortex jeneratörlerinin yerleştirilmesini sağlar.
Aileron Performansı Üzerine Malzeme ve İmalat Etkisi
Metalden 1970'lerde kompozit inşaata geçiş, tasarlanmış camı tasarımının sürdürülmesi için kritiktir. Karbon-fibre-reinforced polimerler, olağanüstü bir sertlik-tosiyon oranları sunar, ki, aerodinamik yükler altında bozulmamış ışık aileronları.Bu sertlik, hız aralığında tasarlanmış bir kamber ve menajerlik geometrisini korumak için kritiktir.
Hassas üretim teknikleri - CNC-makirli kalıplar ve lazer-kesinlik menajerleri gibi - aileron ile kanat arasındaki boşlukların minimum maliyette daha fazla iyileştirilmesi ve tutarlı olması.Serted boşluklar sürüklenmeyi azaltır ve aksi takdirde asansörü azaltacaktır. Birçok aksançlar artık aile hattı boyunca esnek elastomerik mühürler kullanır, daha düşük ağırlık maliyetinde daha fazla verimlilik geliştirir.
Actuation systems have also developed. while many high-perer gliders still use direct mekanik it-pull rods for their reliable and feel, some advanced design include Elektrikli servo aktüatörler that allows active control of familyron deflection as part of an otomatik roll damping or load alleviation system. For example, Schempp-Hirth Quintus uses an Elektrikli familyron trim system.
Vaka Çalışmaları: İnanılmaz Yüksek Performanslı Glider Tasarımlar
Birkaç üretim aksanları yukarıda tartışılan ilkeleri genişletmektedir.TheETHFLT:0)Schempp-Hirth Ventus-3) yüksek riskli ASWratio kanatlarını büyük, hafifçe ele geçiren bir aile ve yaklaşık 3:1'lik bir bağlantıya sahip bir miktar bağlar.
0:0)JS1 Vahiy[Döneticileri) Jonker Sailplanes'ten gelen yükleri, aerodinamik içeren bir sistem seviyesinin %80'ine kadar uzatılmasına izin veren son derece sert bir karbon kanat kullanır. Kontrol sistemi, yapı ve kontrol bağlantılarını içeren bir sistem seviyesi ile uyumlu hale getirmek için dikkatli bir şekilde planlı bir diferansiyel ve aerodinamik denge içerir.
Aileron Design'da Gelecek Yol
Gelişen teknolojiler, aileel performansı daha da ileri götürmeye söz verir. Morphing izing kenarlar - ayrı ayrı ayrı paneller yerine, şekil değiştiren yüzeyler - tümev dağıtımlarını sağlar ve ayrımı azaltır. Piezoelektrik hareketleri ve form-memorys, yüksek bant genişliği kontrolü için araştırılır. Aktif aileron sistemleri otomatik olarak oscillascillas (her türlü yükleme) için ayarlanır veya mevcut hava için rulo oranını optimize etmek için kullanılabilir.
Başka bir sınır, aynı anda rulo oranını, sürüklenme, ailer geri dönüşüm hızını ve yapısal kitleyi göz önünde bulundurmak için tasarımcılara izin veriyor. Örneğin, biraz daha düşük bir yerleştirme ile sınırlı olmayan ticarileştirme algoritmalarının kullanımı daha büyük, daha düşük bir yapılandırmaya olanak sağlıyor.
Son olarak, yüksek sadakatli uçuş test verilerinin entegrasyonu, mevcut tasarımların sürekli olarak düzeltilmesine olanak sağlar. Üreticiler şimdi rutin olarak baskıya duyarlı boya ve in-flight toklama modellerini doğrulamaya, aileel etkinliği ve kullanımdaki sabit iyileştirmelere yol açıyor.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Aileron tasarımı, doğrudan yüksek performanslı gliperatörlerin performansını ve kalitesini belirleyen çok yönlü bir disiplindir.Sırıklık boyutunu dikkatlice seçerek, yön oranı, değişken bir yer ve kinematik özellikleri, tasarımcılar, daha önce stabiliteyi veya artan pilot iş yüklerini güçlendirmeden elde edebilir. Gelişmiş kompozitlerin, hassas üretim ve modern aerodinamik analiz araçlarının kullanımı, birkaç on yıl önce, hayal kırıklığına uğratmak için yüksek çözünürlükte bir şekilde genişletecektir.